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1、1沈铁麟 土木1208学号201298302工程地质野外实习报告 姓名：沈铁麟 学院：建设工程学部 班级：土木1208 学号：201298302一、 序言 2014年五月份，建工学部进行了一年一度的金石滩野外实习，实习地点是大 连滨海国家地质公园。野外实习对于工程地质这门课来说有重要的意义，学习工程地质的目的绝不仅仅是在实验室里熟练的辨认各种矿石标本，而是要在野外真正利用这门课学到的知识为工程建设作出应有的贡献。要在实际工程中很好的运用学到的知识，就绝对少不了身临其境地观察和判断，这正是此次实习的意义所在。二、 实习地简介大连滨海国家地质公园是一座以海洋风光海岸地貌为主的综合型海岸带地质公园，
2、位于辽东半岛最南端，地理坐标：东经1210312210，北纬38403910，总面积216.42Km2。金石滩国家地质公园景区面积64.50Km2，放眼金石滩东部海岸，在绵延曲折的6.5公里海岸线上，震旦纪、寒武纪的地质地貌、沉积岩石和大量的古生物化石鳞次栉比，造就了玫瑰园、恐龙园、南秀园、鳌滩等四大天然景区，近百处景点，姿态万千、栩栩如生。金石滩，奇石林立、风光旖旎，是大连滨海国家地质公园的核心景区。这里海岸岬角出缩，海湾交错，有最常见也最善于变化的基岩海岸景观，一亿年来，由于受第四纪冰期和海蚀风化作用的影响，公园海岸处处可见形态各异的海蚀地貌景观。三、 地质构造在整体上说，金石滩是大型平卧
3、褶皱的构造形态，其震旦纪的层位尤为独特，金石滩的海相沉积发育代表了我国北方沉积特点，成为多个震旦纪岩石地层单位的层型剖面，构成了贯通我国南方和北方震旦纪的桥梁纽带。几亿年来，因以沉积厚度大，岩性齐全，岩层出露相对连续，古生物化石和原生沉积构造丰富等特点，吸引着众多国内外地质学家前来考察，成为研究地层学、沉积学、古生物学的天然宝库。1) 断层（如图1）图1图中为一倾斜岩层，层理构造，倾向几乎九十度，从东向西看岩层由背斜变为直立有明显间断，判断有断层，而后岩石由于外界剧烈的作用力挤压下而倾覆，可以反映当时地质构造发生了巨大变化。同时岩石上出现了许多小洞穴，推测是海蚀作用导致的。故判断该构造的形成是
4、构造运动和海蚀作用共同导致的。2) 褶皱（如图2）图2图为金石滩典型景观“大连电视台台标”,形似Wi-Fi信号。轴面倾斜，两翼岩层由于挤压应力发生塑性变形,向下弯曲,岩层连续没有断裂。虽然不知道岩层的年代,但可以大致判断为背斜。从轴面产状分析，可大致判断为倒转褶皱中的斜褶皱。资料显示，该褶皱是辽南中生代时期造山运动形成的。3) 节理（如图3）图3图中下部分的黑色岩石上清晰可见横向的节理，发育稀疏，间距较大，节理面粗糙不平，沿走向延伸不远即消失，推断为在南北方向的张应力下形成的张节理，也是走向节理，次生节理。正中间有一条垂直地面的白色平行密集的石英碳酸盐细脉, 从上方黄色岩体延伸到下方黑色岩体，
5、推断是石英岩在剧烈的构造运动中倾斜，并侵入原岩层。它们则很可能是发生在几亿年前的一次强烈地震的有力证据。 四、 典型景观1. 恐龙探海海蚀拱桥（图4）1) 海蚀拱桥常见于海岬岬角处，其两侧同时受波浪的强烈冲蚀，形成海蚀洞。波浪继续作用，使两侧方向相反的海蚀洞被蚀穿而相互贯通，形似拱桥，又称为“海穹”，“象鼻山”。如图9是我们在岸上穿过的一个类似海蚀拱桥形成的洞，现在海岸线已经退到远处，没有海蚀作用了，岩体不再继续被侵蚀，不会成为拱桥。图4在恐龙颈部靠近身体的位置，有一条比较大的节理裂隙，由于海浪侵蚀、植物根系造成的生物破坏以及化学破坏等等，“恐龙探海”很有可能沿着该裂隙崩塌。2) 加固岩体下滑
6、时，必然受到恐龙嘴部即接触海面部分岩石的阻挡，故主要加固头部方向。在不影响自然景观的条件下，在游客看不到的位置浇筑一堵混凝土墙，阻挡上方岩体向前滑动。另外，放置防波堤抵消波浪的冲刷也可以起到保护效果。但放置过远效果不大，放置过近影响自然景观，故选择新型的气泡防波堤，可以放置在较近位置且不易察觉，相关技术研究正在进行中。2. 将军石海蚀柱（图5）海蚀拱桥受到激烈的侵蚀作用，外侧的一部份岩体可能被切断，残留的岩体与海岸分离开来之后峭然挺拔于岩滩之上，称之为海蚀柱。当然，海蚀柱也可能不是由海蚀拱桥演化而来的，可能原是海岛被侵蚀而成的，可能原是岬角，其后侧被侵蚀掉则成孤岛，最后继续遭侵蚀而形成海蚀柱。
7、金石滩的这个海蚀柱，因为外形酷似一个头戴钢盔，威严地望向海面的将军头像而得名。图53. 阿拉伯城堡海蚀崖（海蚀方山）（图6）图6海岸基岩在波浪长期冲蚀和磨蚀作用下，在海平面被处被侵蚀成一系列的凹穴，穴上的岩石被悬空，受岩石自重和垂直节理裂隙的影响，在波浪继续掏蚀下崩塌坠落，形成近直立的岩壁，即海蚀崖。金石滩的海蚀崖由红色的薄层砂岩构成，赤壁丹崖，煞是壮观，远远看去就像一座具有异域风情的“阿拉伯城堡”。4. 震积岩（图7）图7大约6.5亿年前，由于火山爆发，水下滑坡坍塌引发地震，带来海啸。波长几百公里的海洋巨浪，海水陡涨，形成水墙，伴随隆隆巨响，瞬时侵入陆地，反复多次。岩石在未固结前，由于地震的
8、强烈震动，半凝固的沉积物发生液化作用，形成了众多弯曲的，近于直立的液化裂隙，后期这些裂隙被方解石细脉填充，形成了典型的震积岩。这块不起眼的石头是6.5亿年前远古地震的真实记录，是国内外地层的重要层位。5. 龟背石（图8） 图8“镇园之宝”龟背石是一种特殊的成岩结核，表面存在多边形的同心环及放射状细脉，因类似龟背的花纹而得名。 关于龟背石的成因目前有两种看法：龟裂学说认为，尚未完全固结成岩的粉砂岩沉积层，在干燥、炎热气候条件下暴露，因失水而干裂，其裂缝又被后来的绿色沉积物充填，形成“龟裂状网纹”。另一种泻水脉学说认为，半塑性状态下的岩石，由于地震作用产生垂直层面的裂隙，饱含水分的泥沙流充填裂隙，
9、随着震动的加剧，充填泥沙越来越多，使两端岩层弯曲，在层面上表现为干裂的“龟裂状网纹”。著名海洋沉积学家何起祥于2011年首次提出第三种可能古海洋环境的叠层石论调，但仍有待验证。五、 地质构造分析1. 恐龙园景群海蚀地貌海蚀地貌是在海蚀作用下产生的，即冲蚀作用，磨蚀作用和溶蚀作用。（图9）在波浪、潮汐、海流、沿岸流等水体的巨大压力下，空气被大幅压缩，对岩石产生剧烈破坏，尤其对裂隙发育明显的岩石破坏更大。被破坏的岩屑砂砾随浪打磨基岩，加快了海蚀作用的速度。它不仅直接冲击岸坡的岩石以及岸边建筑物，并且在巨大压力作用下将侵蚀性的海水和空气压入裂隙之中，迫使岩体开裂松动，被掏蚀崩落。海水对岩石、矿物的溶
10、蚀能力很强，不仅能溶解碳酸盐岩，对玄武岩、正长岩、角闪岩等都有很强的溶蚀作用。海蚀多发生在基岩海岸。海蚀的程度与当地波浪的强度、海岸原始地形有关，还决定于构成海岸岩石的性质与产状。向陆倾斜的坚硬岩层能形成明显的海蚀崖与浪蚀凹槽等地形。海蚀崖、浪蚀凹槽、海蚀穹、海蚀柱与波切台五种海蚀地形是金石滩地区最基本的海蚀地貌单元。 图92. 地层岩性：据悉，这里由震旦系、寒武系、奥陶系海相碳酸盐和砂岸页岩组成，多为沉积岩和变质岩，代表岩质为震旦纪兴民村组灰岩。特别是沉积岩的广泛出露，组成了五彩缤纷的沉积岩条带。3. 地层产状：假整合接触（如图10），整合接触（如图11）等。1) 假整合接触图10海水的侵蚀
11、使海岸线上岩石的岩层清晰可见，图中相邻的新、老地层产状平行一致，中部可见有一定起伏的剥蚀面，可能某一时代地壳一度上升，上升后风化作用导致剥蚀面形成，故时代可能不连续，判断为假整合接触。同时可清晰看见中间的断层，左半部分下移，判断为正断层。2) 整合接触图11图中新、老地层产状一致，可判断为整合接触。3) 由于“大连上升”造成的平行不整合接触大连上升：在距今约5.7亿年前，大连地区发生了一次地质构造抬升，使大连地区由大海变为陆地，地质学家称之为“大连上升”。历经了数千万年的沉积间断，一直到寒武纪初期又沉入海底接受沉积，使震旦纪和寒武纪两个不同时代的地层平行接触在一起，形成了平行不整合接触。图12
12、中，左右两侧岩层由于后期地质应力挤压弯曲，形成背斜。图 12六、 地质罗盘的使用1.岩层走向的测定测量时将罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。因为走向是代表一条直线的方向，它可以两边延伸，指南针或指北针所读数正是该直线之两端延伸方向，如NE30度与SW210度均可代表该岩层之走向。2.岩层倾向的测定测量时，将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。假若在岩层顶面上进行测量有因难，也可以在岩层底面上测量仍用对物觇板指向岩层倾斜方向，罗盘北端紧靠底面，读指北针即可，假若
13、测量底面时读指北针受障碍时，则用罗盘南端紧靠岩层底面，读指南针亦可。3.岩层倾角的测定测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之真倾角。七、 心得体会及感受随着博物馆奇石馆的参观完毕，这一次的野外实习就结束了。接触到真实岩层地貌的感觉和实验室里观察标本的感觉差的太多了，以我们现在的知识水平来说，并不能完全地理解金石滩各种地形地貌的成因，但是大自然的鬼斧神工在震撼我们的同时也让我们有了一种敬畏。地质学这个课程真是无比奇妙，在美丽雄奇的岩层中隐藏着那么多的信息，这次实习真是一个巨大的收获。1
